一種履帶式自動導(dǎo)航車輛的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種履帶式自動導(dǎo)航車輛，包括車架、履帶驅(qū)動機構(gòu)、激光測距儀、控制機構(gòu)和電源。該車輛導(dǎo)航方式是當車輛在工作時，激光測距儀發(fā)出脈沖將障礙物信息傳至主機，主機生成相應(yīng)的地圖信息，同時根據(jù)導(dǎo)航算法生成行走路徑，并根據(jù)路徑生成相應(yīng)的控制指令傳至微處理器，微處理器將控制指令轉(zhuǎn)換為PWM控制信號給與履帶驅(qū)動機構(gòu)相連接的兩個電機控制器，控制器控制電機旋轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩通過兩個減速器分別傳遞給左右驅(qū)動輪，從而實現(xiàn)對車輛的轉(zhuǎn)向、加速、減速、起?？刂?，使車輛在實現(xiàn)自動行走。本實用新型可有效實現(xiàn)對果園環(huán)境的感知，方便可靠，簡單易用，對路徑的導(dǎo)航實時且有效。
【專利說明】一種履帶式自動導(dǎo)航車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種履帶式自動導(dǎo)航車輛，尤其適合于果園的自主導(dǎo)航與避障，屬于農(nóng)業(yè)機械自動化領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]自動導(dǎo)航技術(shù)是果園機器人研究中的一項重要內(nèi)容，其主要包括:環(huán)境感知、路徑規(guī)劃、車輛模型的建立和轉(zhuǎn)向控制。通過導(dǎo)航系統(tǒng)對周圍環(huán)境的感知，對機器人實時精準定位，能夠使機器人在果園中完成噴藥、除草、采摘等多項工作。目前研究的果園機器人導(dǎo)航方式有激光導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航、超聲波導(dǎo)航、機械導(dǎo)航等。激光導(dǎo)航技術(shù)因其測量精度高，探測距離遠等優(yōu)點，與機器視覺相比，受光照等外界環(huán)境因素影響小，實時性高；與超聲波導(dǎo)航相比，檢測距離遠，精度高。在目前研究中，激光多用于移動機器人的避障。
[0003]上述所述視覺導(dǎo)航、超聲波導(dǎo)航、GPS導(dǎo)航存在導(dǎo)航精度不高、探測距離較近、成本較聞等不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足和缺陷，本實用新型提供了一種履帶式自動導(dǎo)航車輛。此種導(dǎo)航方式不僅可以提高導(dǎo)航精度，增加系統(tǒng)靈活性，而且可以降低成本。實現(xiàn)上述實用新型目的的技術(shù)方案是一種履帶式自動導(dǎo)航車輛，包括車架、履帶驅(qū)動機構(gòu)、控制機構(gòu)和電源，所述的履帶驅(qū)動機構(gòu)由安裝在車架前端兩側(cè)的導(dǎo)向輪，后端兩側(cè)的驅(qū)動輪，安裝在導(dǎo)向輪和驅(qū)動輪之間的履帶，安裝在車架外側(cè)與履帶內(nèi)側(cè)底部接觸的支重輪，輸出、輸入端分別與驅(qū)動輪和直流電機連接的減速器組成；所述的電源由蓄電池組提供；所述的控制機構(gòu)由安裝在車架中間的電機驅(qū)動器，微處理器，主機和安裝在車架前部激光測距儀構(gòu)成；其中，蓄電池組輸出端與微處理器、主機、激光測距儀和電機驅(qū)動器的電源輸入端連接，激光測距儀輸出端與主機的信號輸入端連接，主機輸出端與微處理器的輸入信號端連接，微處理器的輸出端與電機驅(qū)動器的輸入信號端連接，電機驅(qū)動器的輸出信號端與直流電機的相應(yīng)端連接。所述的電機驅(qū)動器、直流電機、減速器各有兩個。
[0005]本實用新型一種履帶式自動導(dǎo)航車輛的工作原理:當車輛在兩排果樹行間工作時，激光測距儀發(fā)出相應(yīng)脈沖，將果園中果樹及障礙物信息傳至主機，主機會對該信息進行處理后生產(chǎn)相應(yīng)的地圖信息，同時根據(jù)相應(yīng)的算法生成對應(yīng)的導(dǎo)航路徑，并生成相應(yīng)的控制指令傳給微處理器，微處理器根據(jù)接收到的指令將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的PWM控制信號給與履帶驅(qū)動機構(gòu)相連接的兩個電機控制器，控制器控制電機旋轉(zhuǎn)，所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩通過兩個減速器分別傳遞給左右驅(qū)動輪，從而實現(xiàn)對自動行走車轉(zhuǎn)向、加速、減速、起停的控制，使車輛在果樹行間實現(xiàn)自動避障行走。通過激光測距儀的使用，可有效實現(xiàn)對果園環(huán)境的感知，方便可靠，簡單易用，對路徑的導(dǎo)航實時有效。實用新型的有益效果是，實現(xiàn)果園的無人化操作，能很大程度的提高作業(yè)效率和作業(yè)質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1是履帶式自動導(dǎo)航車輛的控制系統(tǒng)方框圖；
[0007]圖2是履帶式自動導(dǎo)航車輛的主視圖。
[0008]以下是本實用新型附圖1?2中的具體標記說明:
[0009]I驅(qū)動輪、2直流無刷電機、3支重輪、4導(dǎo)向輪、5履帶、6車架、7電機驅(qū)動器、8微處理器、9激光測距儀、10蓄電池組、11激光測距儀、12減速器

【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。一種履帶式自動導(dǎo)航車輛，參見(圖2)，包括車架6、履帶驅(qū)動機構(gòu)、控制機構(gòu)和電源，所述的履帶驅(qū)動機構(gòu)由安裝在車架6前端兩側(cè)的導(dǎo)向輪4，后端兩側(cè)的驅(qū)動輪I，安裝在導(dǎo)向輪5和驅(qū)動輪I之間的履帶5，安裝在車架6外側(cè)與履帶5內(nèi)側(cè)底部接觸的支重輪3，輸出端、輸入端分別與驅(qū)動輪I和直流電機2連接的減速器12組成；所述的電源由蓄電池組10組成；所述的控制機構(gòu)由安裝在車架6中間的電機驅(qū)動器7,微處理器8,主機9組成；其中，蓄電池組10輸出端分別于與激光測距儀11、主機9、微處理器8、電機驅(qū)動器7和的電源輸入端連接，主機8的信號輸入端、輸出端分別與激光測距儀11的輸出端和微處理器8的輸入端連接，微處理器8的信號線輸出線與電機驅(qū)動器7的輸入信號端連接，電機驅(qū)動器7的輸出信號端與直流電機2的相應(yīng)端連接參見(圖1)。所述導(dǎo)航方法是由安裝在車間6前部的激光測距儀11發(fā)出脈沖對周圍環(huán)境進行掃描，所得的信息會傳至主機9生成相應(yīng)的環(huán)境地圖，同時會根據(jù)相應(yīng)的算法實現(xiàn)導(dǎo)航路徑的確定并生成相應(yīng)的控制指令傳輸至微處理器8，微處理器8會根據(jù)控制指令生產(chǎn)相應(yīng)的PWM波控制電機驅(qū)動器7實現(xiàn)對電機2轉(zhuǎn)速的控制，從而實現(xiàn)對履帶車控制。
[0011]所述的電機驅(qū)動器7、直流電機2、減速器12各有兩個。
【權(quán)利要求】
1.一種履帶式自動導(dǎo)航車輛，包括車架￠)、履帶驅(qū)動機構(gòu)、激光測距儀(11)、控制機構(gòu)和電源，所述的履帶驅(qū)動機構(gòu)包括安裝在車架(6)前端兩側(cè)的導(dǎo)向輪(10)、后端兩側(cè)的驅(qū)動輪(I)、安裝在導(dǎo)向輪(4)和驅(qū)動輪(I)之間的履帶(5)，輸出、輸入端分別與驅(qū)動輪(1)和直流無刷電機⑵連接的減速器(12)組成；所述的電源由蓄電池組(10)組成；所述的控制機構(gòu)由安裝在車架(6)上的主機(9)、激光測距儀(11)、電機驅(qū)動器(7)、微處理器(2)組成； 其特征在于，蓄電池組(10)輸出端與微處理器(8)、主機(10)、激光測距儀(11)和電機驅(qū)動器(7)的電源輸入端連接，激光測距儀(11)信號輸出端與主機(9)的信號輸入端連接，主機(9)信號輸出端與微處理器(8)的輸入信號端連接,微處理器(8)的信號輸出端與電機驅(qū)動器(7)的輸入信號端連接，電機驅(qū)動器(7)的輸出信號端與直流電機(2)的相應(yīng)輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式自動導(dǎo)航車輛，其特征在于，所述的電機驅(qū)動器(3)有兩個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式自動導(dǎo)航車輛，其特征在于，所述的直流無刷電機(2)有兩個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式自動導(dǎo)航車輛，其特征在于，所述的減速器(12)有兩個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶式自動導(dǎo)航車輛，其特征在于，所述的履帶驅(qū)動機構(gòu)還包括一個安裝在車架(6)外側(cè)與履帶(5)內(nèi)側(cè)底部接觸的支重輪(3)。
【文檔編號】G01C3/00GK204065831SQ201420506797
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】陳軍, 戚樹騰, 王榮, 劉凡一 申請人:西北農(nóng)林科技大學(xué)